化学反应速率与活化能的测定 一、实验目的1、测定二硫酸铵与碘化钾的反应速率并计算反应 级数,反应速率常数与反应的活化能 2、了解浓度,温度与催化剂对反应速率的影响二、实验原理在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应NH42S2O83KI=NH42SO4K2SO4KI3
(1)其反应微分速率方程为vkcm(S2O82-)cn(I-)v为瞬时速率,c(S2O82-),c(I-)为起始浓度k是 反应速率常数,m与n之和是反应级数 实验测定的是一段时间间隔(Δt内反应的平均 速率v v-Δc(S2O82-)/Δt近似用平均速率代替初速率vkcm(S2O82-)cn(I-) -Δc(S2O82-)/Δt为检出在Δt内S2O82-浓度改变值,须混入一定体
)可以看出在Δt内S2O82-的减小量为Δc(S2O82- ) c(S2O32-) /2 通过改变S2O82-与I-的初始浓度,测定消 耗等粅质的量浓度的S2O82-所需要的不同Δt 计算不同初始浓度的初速率,进而确定该反应 的微分速率方程与反应级数 三、仪器药品1、仪器大试管,小试管10mL吸量管,秒表量筒 2、药品过二硫酸铵,碘化钾硫代硫酸钠,硫酸铵硝
酸铜,淀粉溶液四、实验步骤1、浓度对化学反应的影响(计算km,n)在室温条件下按表8-1配方横排取五组液体。先 取完五组一种液体再取第二种。例如用量筒分别取20.0mL 0.20molL-1 KI溶液 ,8.0mL 0.010molL-1 Na2S2O3溶液与2.0mL 0.4淀粉溶 液全部倒入烧杯中,混合均匀为第一组然后用另 一量取20.0mL
0.20molL-1NH42S2O8溶液,迅速倒入 上述混合液中同时按动秒表,并不停搅动仔细观 察。当溶液刚出现蓝色时立即停止计时,记录反应 时间和室温 2、温度对化学反应速率的影响 取上面五组实验中最慢的一组,按表中药品用量 放入不同温度水浴中,当温度达到平衡时将 过二硫酸铵溶液迅速加入,重复上面实验当溶 液出现蓝色时,记录反应时间 表8-1
3、催化劑对化学反应速率的影响取上面五组实验中最慢的一组,按表中药品用量 在加2滴0.02molL-1CuNO32溶液后,重复上 面实验当溶液出现蓝色时,记录反应時间将 此实验数据与表的数据进行定性比较,看看催化 剂对反应速度的影响 五、数据处理1、反应级数与反应速率常数的计算对速率方程vkcm(S2O82-)cn(I-)两边取对数 lgvmlgc (S2O82-) nlg
c(I-) lgk以实验一,二三中的lgv对lgc(S2O82-)作图 ,得一斜率为m的直线以实验一,四五中的 lgv对lgc(I-)作图,可求得一斜率为n的直线 总反应级数为mn。将求得的m与n代入vkcm( S2O82-)cn(I-)便可求得反应速率常数 2、反应活化能的计算lgkA-Ea/2.30RT。Ea为反应活化能R为摩尔
气体常数,T為热力学温度测出不同温度的k值 ,一lgk对1/T作图可得一斜率为-Ea/2.30RT的 直线,由斜率求出活化能Ea 3、误差计算 ①本实验活化能的测定值的误差不超过 10。 ②文献值51.8kJmol-1 六、思考题1、反应中定量加入Na2S2O3的作用是什么 2、下列情况对实验结果有什么影响 ①取用NH42S2O8和KI溶液的量筒没有分开。 ②溶液混匼后不搅拌